KR20080039892A - Feedback control for adaptive video delivery - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 일반적으로는 데이터 전달에 대한 것이고, 보다 구체적으로는 하나 이상의 유선 또는 무선 링크를 포함하는 네트워크와 함께 사용하기 위한 디지털 멀티미디어 콘텐츠 전달에 대한 것이다.The present invention generally relates to data delivery, and more particularly to digital multimedia content delivery for use with a network comprising one or more wired or wireless links.
유선 및/또는 무선 네트워크 상에서 시청각 멀티미디어 콘텐츠를 전달하는 것은 많은 도전이 있다. 유선 링크와 비교해서, 무선 네트워크에서는, 실시간 비디오 스트리밍을 위한 도전은 무선 채널 품질에서의 시간-가변적 변동과 높은 비트 에러율을 포함한다. 수신기로부터 피드백을 채용하는 네트워크 채널 상에서 적응성 멀티미디어 콘텐츠 전달은, 만약 적응이 시간에서의 채널 변화를 엄밀히 따를 수 있다면, 실행 가능할 수 있다. 하지만, 예를 들면, 피드백 채널의 제한된 대역폭에 의해 유발되는 피드백 정보에서의 지연 때문에, 적응은 일반적으로 채널 측정에 뒤처진다. 제어 시스템에서, 이런 지연 시간은 때때로 "부동(dead) 시간"이라고 알려져 있다. 종래의 비디오 적응 알고리즘은 부동 시간을 고려하지 않는다. 결과적으 로, 적응을 사용하는 시스템은 지연된 피드백 정보에 기초해서 원하지 않는 과보상(overcompensation)을 도입할 수 있다. Delivering audiovisual multimedia content over wired and / or wireless networks presents many challenges. Compared to wired links, in wireless networks, the challenges for real-time video streaming include time-varying variations in wireless channel quality and high bit error rates. Adaptive multimedia content delivery on a network channel that employs feedback from the receiver may be feasible if the adaptation can strictly follow the channel change in time. However, because of delays in the feedback information caused by, for example, the limited bandwidth of the feedback channel, adaptation generally lags behind channel measurements. In control systems, this delay time is sometimes known as "dead time". Conventional video adaptation algorithms do not consider dead time. As a result, systems using adaptation can introduce unwanted overcompensation based on delayed feedback information.
비록 채널 정보 피드백에서의 지연 시간이 특히 네트워크 상에서 콘텐츠 전달에 있어서 알려진 문제이지만, 어떠한 알려진 해결책도 제안되지 않았다. 따라서, 비디오 전달 네트워크에서 피드백 지연과 부동 시간을 다루는 피드백/적응 루프에서, 제어 이론에 기초한 제어기를 제공하는 것이 바람직하다고 믿어진다. Although the delay time in channel information feedback is a known problem, especially for content delivery on the network, no known solution has been proposed. Thus, in a feedback / adaptation loop that deals with feedback delay and dead time in a video delivery network, it is believed to provide a controller based on control theory.
본 발명에 따른 예시적인 방법은 네트워크에서 비디오 데이터의 송신을 제어하기 위한 방법으로서, 상기 네트워크를 통해 비디오 데이터를 수신기에 송신하는 단계와; 상기 수신기에 의해 측정되는 채널 파라미터 정보를 수신하는 단계와; 상기 수신기로부터 상기 채널 파라미터 정보를 수신시에 지연 시간을 보상하기 위해 예측 함수를 상기 채널 파라미터 정보에 적용하고, 피드백 함수를 생성하는 단계; 및 네트워크 조건을 보상하기 위해 상기 피드백 함수에 응답하여 송신될 상기 비디오 데이터를 조정하는 단계를 포함한다. 본 방법을 구현하기 위한 예시적이 시스템이 또한 개시된다.An exemplary method according to the present invention is a method for controlling the transmission of video data in a network, comprising: transmitting video data to a receiver over the network; Receiving channel parameter information measured by the receiver; Applying a prediction function to the channel parameter information to compensate for delay time upon receiving the channel parameter information from the receiver, and generating a feedback function; And adjusting the video data to be transmitted in response to the feedback function to compensate for network conditions. An example system for implementing the method is also disclosed.
본 발명의 이해는 첨부된 도면들과 결합하여 취해지는 본 발명의 바람직한 실시예의 다음의 상세한 설명을 고려하여 용이하게 될 것이며, 이 도면들에서 유사한 참조 번호들은 유사한 부분을 참조한다.Understanding of the present invention will be facilitated in view of the following detailed description of the preferred embodiments of the present invention, taken in conjunction with the accompanying drawings, in which like reference numerals refer to like parts.
도 1은 피드백 제어 시스템의 간략화된 블록도.1 is a simplified block diagram of a feedback control system.
도 2는 종단간(end-to-end) 비디오 전달 시스템의 간략화된 블록도.2 is a simplified block diagram of an end-to-end video delivery system.
도 3은 PID 제어 시스템의 간략화된 블록도.3 is a simplified block diagram of a PID control system.
도 4는 스미스 예측기(Smith Predictor) 제어 시스템의 간략화된 블록도.4 is a simplified block diagram of the Smith Predictor control system.
도 5는 종단간 비디오 전달 시스템의 간략화된 블록도.5 is a simplified block diagram of an end-to-end video delivery system.
도 6은 무선 디지털 멀티미디어 콘텐츠 전달 시스템과 함께 사용하기에 적합한 제어 프로세스의 흐름도.6 is a flow diagram of a control process suitable for use with a wireless digital multimedia content delivery system.
본 발명의 도면과 설명은 본 발명의 명확한 이해를 위해 관련된 요소를 묘사하기 위해 간략화되었으며, 한편 명료함을 위해서 일반적인 디지털 멀티미디어 콘텐츠 전달 방법과 시스템에서 발견되는 많은 다른 요소가 무시되었다. 하지만, 이러한 요소가 종래 기술에서 잘 알려져 있으므로, 이러한 요소의 상세한 논의는 여기서 제공되지 않는다. 여기서의 개시는 당업자에 알려진 모든 그러한 변형과 수정에 대한 것이다.The drawings and description of the present invention have been simplified to depict relevant elements for a clear understanding of the present invention, while many other elements found in common digital multimedia content delivery methods and systems have been ignored for clarity. However, as such elements are well known in the art, a detailed discussion of such elements is not provided herein. The disclosure herein is directed to all such variations and modifications known to those skilled in the art.
디지털 멀티미디어 콘텐츠는 채널 품질에서의 시간-가변적 변동과 높은 비트 에러율을 특징으로 하는, 네트워크 상에서 예를 들면 무선 채널로 예를 들면 디코더/텔레비전 또는 이것들의 결합과 같은 미디어 소비자에 전달될 수 있다. 채널의 시간-가변적 특성에 대처하기 위해, 채널 조건에 관련된 정보는 송신기단에서 생성 된 비디오 스트림(들)을 조정하기 위해 수신기로부터 송신기로 다시 입력될 수 있다. 예를 들면, 이용가능한 대역폭이 시간에 따라서 변하므로, 수신기는 송신기와 수신기 사이에서 이용가능한 대역폭을 측정하거나 추정할 수 있고, 이 정보를 송신기에 다시 송신할 수 있으며, 그리고 나서 이 송신기는 이용가능한 대역폭에 적절한 속도(rate)로 비트-스트림을 생성하기 위해 양자화 파라미터와 같은 하나 이상의 데이터 파라미터를 조정할 것을 비디오 디코더에게 지시를 내린다. 다른 적응 예는 수신기에 송신되는 근원적인(underlying) 멀티미디어 콘텐츠에 추가된 순방향 에러 정정(FEC)의 형태에서의 중복량을 변경하는 것이다. 무선 채널에서의 증가하는 패킷 손실가능성을 가지고, 더 많은 FEC 중복이 적용될 수 있어서, 수신기는 예를 들면 손실된 패킷을 복구할 수 있다.Digital multimedia content can be delivered to media consumers such as decoders / televisions or a combination thereof, for example on a wireless channel, over a network, characterized by time-varying variations in channel quality and high bit error rates. To cope with the time-varying nature of the channel, information relating to channel conditions may be input back from the receiver to the transmitter to adjust the video stream (s) generated at the transmitter end. For example, because the available bandwidth changes over time, the receiver can measure or estimate the bandwidth available between the transmitter and the receiver, send this information back to the transmitter, and then the transmitter is available. Instruct the video decoder to adjust one or more data parameters, such as quantization parameters, to produce the bit-stream at a rate appropriate for the bandwidth. Another adaptation is to change the amount of redundancy in the form of forward error correction (FEC) added to the underlying multimedia content transmitted to the receiver. With the possibility of increasing packet loss in the radio channel, more FEC redundancy can be applied, so that the receiver can recover lost packets, for example.
이제 도 1을 참조하면, 종단간 비디오 전달 시스템(10)의 블록 표현이 도시된다. 이 도면에서, 수신기(20)는 통상적으로 이용가능한 대역폭, 지연 시간 및 패킷 손실 확률과 같은 무선 채널(30) 파라미터를 측정하고, 피드백 채널(50)을 통해 송신기(40)에 채널 파라미터 정보를 피드백시킨다. 채널 파라미터를 측정하는 수신기(20)와 이러한 파라미터를 수신하는 송신기(40) 간의 경과된 시간은 비디오 전달 시스템(10)을 위한 부동 시간(60)이다. 이러한 부동 시간은 피드백 채널의 대역폭에 따라 변할 수 있다. 신뢰할 수 없는 피드백 채널에서, 일부의 피드백 정보는 심지어 손실될 수 있다. 피드백 정보에 기초해서, 송신기 내의 비디오 인코더는 변화하는 채널 조건에 적응시키기 위해(예, 인코딩된 비디오 스트림의 생성된 비트율을 적응시키기 위해) 조치를 취할 수 있다. 루프는 간단한 비례적(proportional) 제어 루프로서 간주될 수 있다. 목표와 피드백간의 에러(예, 차이)는 발생할(upcoming) 생성된 비트율을 제어하기 위해 하나의 인자(예, 비례 값)로 크기 조정된다. 만약 부동 시간이 채널 가변 기간과 비교해서 매우 길다면, 송신기에 의해 취해지는 조치는 너무 늦을 것이다. 송신기는 훨씬 전의 채널 조건에 대해서 이미 과보상되었을 것이다. 만약 채널 조건이 변하면, 송신기에 의해 취해지는 조치는 반대쪽 방향으로 훨씬 더 큰 에러를 유발시킬 수 있다. 이런 현상은 제어 이론에서 과보상이라고 알려져 있다. 결과적으로, 실제 출력은 불안정되게 될 수 있으며, 진동을 초래할 수 있다. Referring now to FIG. 1, a block representation of an end-to-end
제어 이론은 부동 시간과 과보상을 보상하기 위해 다수의 해결책을 제안한다. 이제 도 2를 참조하면, 피드백 제어 시스템(100)의 블록 표현이 도시된다. 프로세스(150)로부터 실제 출력(120)의 측정과 제어기(140)에 피드백 되는 결합기(130)의 출력간의 시간은 피드백 지연(부동 시간)(160)에 의해 도시된다. 프로세스(150)가 예를 들면 화학 플랜트으로서 구체화되는 경우, 제어기(140)는 PID(비례적, 총체적, 파생적) 제어기로서 구체화될 수 있다. PID 제어기는 프로세스로부터의 측정된 값을 기준 설정점 값과 비교한다. 그리고 나서, 차이(또는 "에러" 신호)는 프로세스 측정된 값을 다시 그 요구되는 설정 값으로 설정하는, 처리된 프로세스 출력에 대한 새로운 값을 계산하기 위해 처리된다. PID 제어기는 에러 신호의 이력과 변화율에 기초해서 프로세스 출력을 조정할 수 있다. PID 제어기의 정정은 3개의 방식으로 에러로부터 계산된다: 현재 에러를 직접적으로 상쇄하기{비례적(Proportional)}, 에러가 정정되지 않으면서 계속된 시간 분량{총체 적(Integral)}, 및 시간상에서 에러의 변화율로부터 미래 에러를 예측하기{파생적(Derivative)}.Control theory proposes a number of solutions to compensate for dead time and overcompensation. Referring now to FIG. 2, a block representation of the
이제 도 3을 참조하면, 디지털 멀티미디어 콘텐츠 배포를 위한 피드백 제어 시스템(200)의 블록 표현이 도시되어 있다. 시스템(200)은 PID 제어기(240)를 포함한다. 설계에 의해, PID 제어기는 채널(250)로부터 요구된 출력(220)과 실제 피드백 신호(230) 간의 에러가 존재하는 한 제어기의 출력을 계속하여 램핑업(ramping up)한다. 하지만, 부동 시간의 존재 시에는, 적분기(Ki/s)는 과보상할 수 있다. 결합기(235)에 의해 도입된 비디오 전달 시스템 내의 피드백 채널(260)에서의 시간 지연에 의해 야기된 추정된 부동 시간에 기초해서, PID 제어기(240) 파라미터는 D 초의 부동 시간을 취급하기 위해 PID 제어기를 본질적으로 이조(detuning)시키기 위해 동조될 수 있다. 추가적인 설명의 비제한적인 목적을 위해서, PID 제어 루프는 요구되는 제어 응답을 얻기 위해 제어 파라미터(비례적, 총체적, 파생적 값들)를 조정함으로써 동조될 수 있다. PID 루프를 동조시키기 위한 다수의 방법이 존재한다. 하나의 동조 방법은 먼저 총체적(I) 및 파생적(D) 값을 0으로 설정하고, 루프의 출력이 진동할 때까지 비례적(P) 값을 증가시키는 것이다. 그리고 나서, I 값은 진동이 정지할 때까지 증가될 수 있다. 그리고, 마지막으로, 루프 응답이 충분히 빠를 때까지 D 값이 증가될 수 있다.Referring now to FIG. 3, shown is a block representation of a feedback control system 200 for distributing digital multimedia content. System 200 includes a
하지만, 매우 긴 부동 시간을 갖는 시스템에 적용될 때, PID 유형 제어기는 단점을 가진다. 예를 들면, 비디오 전달 시스템에서, 채널이 "불량한(bad)" 상태 (예, 이용가능한 대역폭이 매우 낮고, 버스트 패킷 손실이 매우 높은)에 진입하는 지속 기간보다 피드백 지연 시간이 훨씬 길 때, 매우 긴 부동 시간이 발생한다. 긴 부동 시간을 가진 시스템을 제어하기 위한 대안적인 기술은 O. J. M Smith의 "부동 시간을 극복하기 위한 제어기." ISA 저널. 6, 28 내지 33쪽, 1959년에 설명된, 스미스 예측기이다. 스미스 예측기는 접촉 분해기와 강철 분쇄기(steel mill)와 같은 긴 운송 지연을 가진 플랜트 프로세스를 위해 제안되었지만, 이것이 긴 루프 지연을 갖는 프로세스를 제어하기 위해 일반화될 수 있다고 믿어진다. 스미스 예측기는 제어를 위한 출력의 예측된 미래 상태를 사용함으로써 지연된 피드백의 문제를 극복한다. 스미스 예측기를 통합하는 제어기는 가변 채널 조건을 경험하는 무선 전달 시스템 내에서 비디오 스트림을 적응시키기 위해 잘 적응된다고 믿어진다.However, when applied to systems with very long dead times, PID type controllers have disadvantages. For example, in a video delivery system, when the channel enters a "bad" state (e.g., very low available bandwidth, very high burst packet loss), the feedback latency is much longer than Long dead time occurs. An alternative technique for controlling a system with a long dead time is described by O. J. M Smith, "A Controller to Overcome Floating Time." ISA Journal. 6, pages 28-33, Smith predictor, described in 1959. Smith predictors have been proposed for plant processes with long transport delays such as contact crackers and steel mills, but it is believed that this can be generalized to control processes with long loop delays. The Smith predictor overcomes the problem of delayed feedback by using the predicted future state of the output for control. It is believed that the controller incorporating the Smith predictor is well adapted to adapt the video stream within a wireless delivery system experiencing variable channel conditions.
이제 도 4를 참조하면, 스미스 예측기를 통합하는 피드백 제어 시스템(300)의 블록 표현이 도시된다. 시스템(300)은 제어기(340)로 {지연된 피드백 채널(360)을 통해 프로세스 또는 플랜트(350) 출력(320)으로부터} 다시 순환하는 통상적인 피드백 루프를 포함한다. 시스템(300)은 결합기(330)에서 두 개의 추가적인 항목(term)을 실제 피드백으로 도입하는 {프로세스 또는 플랜트 모형(370)을 통해} 제2 의 피드백 루프를 또한 포함한다. 제1 항목은 지연의 부재 시에 플랜트(350) 출력(320)의 추정{플랜트 모형 요소(374)로서 지정됨}을 나타낸다. 제2 피드백 경로에서의 제2 항목은 피드백 지연의 존재 시에 기대되는 실제 플랜트(350) 출력(320)의 추정{지연 모형(372)으로 지정됨}이다. 제2 루프가 프로세스 또는 플랜트 지연(피드포워드와 피드백 지연)의 정밀한 표현을 포함하는 경우에, 제2 루프는 지연 피드백을 주변(periphery)으로부터 매칭하기 위해 제어기(340)로부터의 출력을 지연시키는 역할을 하고, 이 두 개의 임시적으로 매칭된 신호는 일반적으로 {결합기(376, 378) 때문에} 상쇄된다. 잔여 신호는 실질적으로 지연 없이 {지연(360)을 통해서} 종래의 피드백 루프로부터 실제 출력 추정을 나타낸다. 바꾸어 말하자면, 모형(370)이 프로세스 또는 플랜트(350)의 동작을 나타내는 데 있어서 정밀하다면, 그 출력은 실제 플랜트(350) 출력(320)의 부동 시간이 없는 버전(version)일 것이다. 부동-시간 보상을 위한 예측적 제어는 플랜트와 지연 모형 양쪽 모두를 사용해서 구현된다. 이런 방식으로, 통계적으로 정밀한 모형이 피드백 채널에서 야기된 지연 시간의 보상을 가능케 하여, 제어기에서 부동 시간 에러를 효과적으로 무효화(negate) 시키게 한다. Referring now to FIG. 4, a block representation of a
비디오 전달 시스템에서, 모형(370)은 피드백 지연 시간을 포함하는 통신 채널의 모형과 동일하다. 추가적인 설명의 비제한적인 목적을 위해서, 여기서의 목적을 위해 예측가능하다는 것은 통계적으로 정확하다는 것을 의미한다. 따라서, 무선 네트워크 조건은 전적으로 예측가능하지 않은 것은 아니다. 기본적으로, 2-단계 마르코프-기반의 채널 모형과 같은 무선 네트워크의 모형, 또는 확률론적(Stochastic) 채널 모형과 같은 다른 보다 복잡한 모형은 채널과 지연 모형 양쪽 모두를 통합하는 모형(370)에서 사용될 수 있다.In a video delivery system,
내장된 스미스 예측기를 포함하는 종단간 비디오 전달 시스템(400)의 블록도가 도 5에 도시된다. 시스템(400)은 일반적으로 비디오 인코더(410), 트래픽 형성 유닛(420), 제어기(450)와 모형(470)을 포함하는데, 이 모든 것은 예를 들면 서버 내에 내장될 수 있다. 여기서 사용된 용어 "서버"는 일반적으로 네트워크에 연결되고 네트워크 자원을 관리하는 컴퓨팅 디바이스를 지칭한다. 서버는 컴퓨팅 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성 요소들의 전용화된 집합체일 수 있는데, 이것은 이러한 구성 요소들이 그 서버 작업 외의 다른 어떤 작업도 수행하지 않는 것을 의미하고 또는 서버는 컴퓨팅 디바이스 전체 보다는 자원을 관리하고 있는 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성 요소들을 지칭할 수 있다. 서버는 일반적으로 프로세서를 포함하고/하거나 사용한다. 여기에 사용된 용어 "프로세서"는 일반적으로 마이크로프로세서와 같은 중앙 처리 유닛(CPU)을 포함하는 컴퓨팅 디바이스를 지칭한다. CPU는 일반적으로 산술 논리 연산을 수행하는 산술 논리 유닛(ALU)과, 필요할 때 ALU에게 요청해서 메모리로부터 명령어(예, 코드를 통합하는 컴퓨터 프로그램)를 추출하고 이 명령어를 디코딩하고 실행하는 제어 유닛을 포함한다. 여기서 사용된 용어 "메모리"는 칩, 테이프, 디스크 또는 드라이브의 형태와 같은 데이터를 저장할 수 있는 하나 이상의 디바이스를 일반적으로 지칭한다. 메모리는 단지 비제한적인 예로서, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 프로그래밍 가능한 판독 전용 메모리(PROM), 소거가능한 프로그래밍 가능한 판독 전용 메모리(EPROM), 또는 전기적으로 소거가능한 프로그래밍 가능한 판독 전용 메모리(EEPROM) 칩 중 하나 이상의 형태를 취할 수 있다. 메모리는 프로세서를 포함하는 예를 들면, 집적 회로(IC)와 같은 집적 유닛에 내부적으로 또는 외부적으로 있을 수 있다. 서버는 예를 들면, 응용 특정 집적 회로(ASIC)로서 구현될 수 있다.A block diagram of an end-to-end
시스템(400)은 또한 일반적으로 네트워크(430)와 피드백 채널(460)을 포함하 는데, 이것들 양쪽 모두는 예를 들면 IP 네트워크로서 구현될 수 있다. 여기서 사용된 용어 "네트워크"는 일반적으로 유선 및 무선 네트워크를 포함하는, 함께 연결된 두 개 이상의 컴퓨팅 디바이스의 집단을 지칭한다.
시스템(400)은 또한 예를 들면 클라이언트 내에 구현될 수 있는, 수신기(440)를 포함한다. 여기서 사용된 용어 "클라이언트"는 일반적으로 컴퓨팅 디바이스 상에서 실행되며, 특정 동작을 수행하기 위해 서버에 의존하는 애플리케이션을 지칭한다. 클라이언트는 프로세서 통합 디바이스, 또는 예를 들면 응용 특정 집적 회로(ASIC)로서 구현될 수 있다.
하나의 비제한적인 실시예에서, 서버는 비디오 배포 시스템의 헤드-엔드의 형태를 취할 수 있고, 네트워크는 비디오 배포 네트워크의 데이터 전송 매커니즘의 형태를 취할 수 있고, 클라이언트는 디지털 셋톱 박스, 스마트-카드 또는 개인용 컴퓨터(PC)와 같은 비디오 배포 네트워크의 소비자로서 역할을 하는 하나 이상의 애플리케이션의 형태를 취할 수 있는데, 이 모든 것은 비제한적인 예일 뿐이다. 추가적 비제한적인 예로서, 비디오 배포 네트워크가 케이블 시스템을 구현하는 경우, 인코더와 트래픽 형성기를 결합하여 제어기와 채널 모형은 케이블 네트워크 헤드-엔드에서 위치될 수 있다. 비디오 배포 네트워크가 xDSL 네트워크를 구현하는 경우에, 이것들은 전기통신 시스템 제어실에 위치될 수 있다.In one non-limiting embodiment, the server may take the form of a head-end of a video distribution system, the network may take the form of a data transfer mechanism of a video distribution network, and the client may be a digital set-top box, smart-card. Or it may take the form of one or more applications that serve as consumers of a video distribution network, such as a personal computer (PC), all of which are non-limiting examples. As a further non-limiting example, where a video distribution network implements a cable system, the controller and channel model may be located at the cable network head-end by combining the encoder and the traffic shaper. If the video distribution network implements an xDSL network, they may be located in a telecommunications system control room.
계속해서 도 5를 참조하면, 비디오 인코더(410)는 소스(405)로부터 디지털 멀티미디어 콘텐츠를 수신해서, 이 콘텐츠를 트래픽 형성 유닛(420)에 공급한다. 이러한 트래픽 형성 유닛은 예를 들면, 적합한 컴퓨팅 자원에 의해 실행되는 누설 버킷(Leaky Bucket) 알고리즘으로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 누설 버킷과 같은 트래픽 형성 구현은 트래픽이 네트워크(430)에 전송되는 속도를 제어하기 위해 사용된다.With continued reference to FIG. 5,
형서 유닛(420)으로부터의 데이터는 시간 가변적 전송 조건을 경험하는 네트워크(430)를 통해 수신기(440)에 전송된다. 그 다음에 수신기(440)는 텔레비전과 같은 콘텐츠 소비자에게 멀티미디어 콘텐츠를 제공한다. 수신기(440)는 또한 네트워크(430)와 관련된 파라미터를 결정하고, 이 파라미터를 피드백 채널(460)을 거쳐 제어기(450)에 제공한다. 네트워크(430)가 예를 들면 IP 네트워크의 형태를 취하고, 피드백 정보는 실시간 스트리밍 프로토콜(RTSP)과 같은 실시간 제어 프로토콜로 캡슐화될 수 있다. 제어기(450)는 스미스 예측기 구성과 같은 예측기 기능을 사용하고, 적응성 피드백을 비디오 인코더(410)와 트래픽 형성 유닛(420)에 제공하기 위해 채널 모형(470)을 통합한다. 인코더(410)는, 제어기(450)의 출력에 응답적으로, 예를 들면, 그로부터 데이터 출력의 양자화 파라미터를 변경할 수 있다. 트래픽 형성 유닛(420)은 예를 들면, 제어기(450)에 응답하여 그로부터 데이터 출력의 순방향 에러 정정(FEC) 구성요소(들)와 같은, 에러 정정 구성요소(들)를 변경할 수 있다. Data from the
비선형 제어기 및/또는 퍼지 논리 제어기와 같은 보다 진보적인 제어기(들)가 사용될 수 있다. 본 발명은 비디오 전달을 위한 유선 및 무선 채널 양쪽 모두에 적용될 수 있다. More advanced controller (s) can be used, such as nonlinear controllers and / or fuzzy logic controllers. The invention can be applied to both wired and wireless channels for video delivery.
이제 도 6을 참조하면, 무선 네트워크와 같은 네트워크에서 비디오 데이터의 전송을 제어하기 위해 적합한 프로세스(500)의 흐름도가 도시된다. 프로세스(500)는 블록(510)에서 네트워크를 통해 수신기에 비디오 데이터를 전송하는 단계를 포함한다. 수신기에 의해 측정되는 채널 파라미터 정보는 블록(520)에서 수신된다. 적어도 하나의 예측 함수가 수신기로부터 채널 파라미터 정보를 수신시에 지연 시간을 보상하기 위해 채널 파라미터 정보에 적용되고, 적어도 하나의 피드백 함수가 블록(530)에서 생성된다. 마지막으로, 피드백 함수에 응답하여 전송될 비디오 데이터는 블록(540)에서 네트워크 조건을 보상하기 위해 조정된다. 예를 들면, 데이터 인코더의 하나 이상의 양자화 파라미터가 블록(540)에서 변경될 수 있다. 추가적으로, 또는 그 대신으로, 트래픽 형성기는 블록(540)에서 그로부터 데이터 출력의 순방향 에러 정정 성분(들)과 같은 에러 정정 성분(들)을 변경할 수 있다.Referring now to FIG. 6, a flow diagram of a
여기서 논의된 것처럼, 비디오 전달 시스템에서 발생하는 부동 시간(예, 480, 도 5)은 비디오 송신기를 위한 지연된 제어 신호를 초래할 수 있다. 루프 내에서 제어기를 사용하고, 통신 채널 모형 상에 기초해서 제어기를 적응시킴으로써, 이 부동 시간이 채널 파라미터 피드백 루프에서 극복될 수 있다. 따라서, 이 매커니즘은, 예를 들면, IEEE 802.11 표준 또는 하이퍼랜2(이것들에만 제한되지는 않음)를 따르는 무선 근거리 네트워크(WLAN)에서 무선 통신 채널의 시간-가변적 속성에 대처하기 위해 비디오 스트림의 최적 적응을 성취하기 위해, 비디오 송신기에서 비디오 인코더와 트래픽 형성 디바이스를 적응적으로 조정하기 위한 정밀한 수단을 제공한다. As discussed herein, dead time occurring in a video delivery system (eg, 480, FIG. 5) can result in a delayed control signal for the video transmitter. By using the controller within the loop and adapting the controller based on the communication channel model, this dead time can be overcome in the channel parameter feedback loop. Thus, this mechanism is optimal for video streams to cope with the time-varying nature of wireless communication channels, for example, in wireless local area networks (WLANs) that conform to the IEEE 802.11 standard or Hyperlan 2 (but not limited to these). To achieve the adaptation, there is provided a precise means for adaptively adjusting the video encoder and the traffic shaping device in the video transmitter.
수정과 변형이 본 발명의 정신 또는 범위로부터 이탈하지 않고 본 발명의 장 치와 프로세스에서 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 첨부된 청구항들과 그 등가물의 범위 내에 있다는 조건 하에, 본 발명은 본 발명의 수정과 변형을 포괄한다는 것이 의도된다. It will be apparent to those skilled in the art that modifications and variations can be made in the apparatus and processes of the invention without departing from the spirit or scope of the invention. It is intended that the present invention cover modifications and variations of this invention provided that they come within the scope of the appended claims and their equivalents.
본 발명은 일반적으로는 데이터 전달에 이용가능하고, 보다 구체적으로는 하나 이상의 유선 또는 무선 링크를 포함하는 네트워크와 함께 사용하기 위한 디지털 멀티미디어 콘텐츠 전달에 이용가능하다.The present invention is generally available for data delivery, and more specifically for digital multimedia content delivery for use with a network comprising one or more wired or wireless links.
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